Интересно о науке

Ученые из МГУ предложили метод для решения широкого класса задач управления сложными объектами. Этот метод может быть использован в разработке программного обеспечения для решения прикладных задач. Результаты работы были опубликованы в журнале Journal of Global Optimization.

«В статье предложен метод для решения широкого класса динамических задач оптимального (терминального) управления сложными объектами, — комментирует Елена Хорошилова, доцент факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ имени М.В.Ломоносова. — Метод относится к новым развиваемым в настоящее время методам седлового типа. В основе предложенного подхода лежит взгляд на задачи терминального управления не как на задачи оптимизации с разного рода ограничениями, а как на седловые задачи, сводящиеся к поиску седловых точек различных функций, в частности, функций Лагранжа. Вместо принципа максимума на классе выпуклых задач с дифференцируемыми целевыми функциями используется система седловых неравенств. Эта система представляет собой достаточные условия оптимальности решения».

Предложенный подход и реализующий его метод демонстрируются в статье на примере классической линейно-квадратичной задачи на фиксированном отрезке времени. По условию, траектория как решение линейной дифференциальной системы должна соединить две заданные точки в фазовом пространстве. Для решения возникающей седловой прямо-двойственной задачи использован итерационный метод экстраградиентного типа, предложенный в 1970-е годы. Оптимальное управление ищется в классе управлений, ограниченных по норме в гильбертовом пространстве. В рассматриваемой постановке задачи строится последовательность управлений, фазовых и сопряженных к ним траекторий, сходящаяся к решению задачи.

«Такого рода задачи часто описывают переходный процесс управляемого объекта, который описывается самостоятельной задачей, из начального состояния в терминальное (в том числе заданное неявно). Область применения седловых методов предложенного типа широка и связана с деятельностью не только динамически управляемых технологических и промышленных объектов, но и тех сфер, где присутствует человеческий фактор. На основе разработанных методов может быть создано программное обеспечение для решения конкретных прикладных задач в сфере экономики, экологии, технологиях, научных исследованиях», — заключает Елена Хорошилова.